4. python插入排序问题（必做） （1） 编写插入排序程序。要求将插入排序写成函数。 （2）生成长度为N的伪随机序列，对伪随机序列进行插入排序。N=10000,30000,50000 （3）并计算排序耗费的时间。

在Python中，插入排序是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。

以下是编写插入排序函数的一个例子：

def insertion_sort(arr):
    for i in range(1, len(arr)):
        key = arr[i]
        j = i - 1
        while j >= 0 and key < arr[j]:
            arr[j + 1] = arr[j]
            j -= 1
        arr[j + 1] = key
    return arr

# 生成指定长度的伪随机序列
import random
def generate_random_array(n):
    return [random.randint(0, 10000) for _ in range(n)]

# 测试插入排序性能
for n in [10000, 30000, 50000]:
    start_time = time.time()
    sorted_arr = insertion_sort(generate_random_array(n))
    end_time = time.time()

    # 计算排序时间
    sort_duration = end_time - start_time
    print(f"对于数组长度 {n} 的随机数，插入排序耗时: {sort_duration}秒")

    # 输出排序后的数组
    print("Sorted array:", sorted_arr)

在这个示例中，我们首先定义了一个插入排序函数`insertion_sort`，然后使用`generate_random_array`生成长度为`n`的随机数列表。接着，我们分别对10000、30000和50000这个长度的数组执行排序，并记录每个步骤所花费的时间。